電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)論文總結(jié)

PAGEPAGE2目錄1選題背景 21．1指導(dǎo)思想 21．2方案論證 21．3基本設(shè)計(jì)任務(wù) 21．4發(fā)揮設(shè)計(jì)任務(wù) 31．5電路特點(diǎn) 32電路設(shè)計(jì) 32.1總體方框圖 32.2工作原理 33各主要電路及部件工作原理 43.1NE5532運(yùn)算放大電路 43.2NE5532簡(jiǎn)要說(shuō)明 53.3功率放大電路 63.4濾波電路 73.5負(fù)載電路 74原理總圖 85元器件清單 86調(diào)試過(guò)程及測(cè)試數(shù)據(jù)（或者仿真結(jié)果） 96.1通電前檢查 116.2通電檢查 116.2.1上電檢查 116.2.2NE5532模塊的調(diào)試 116.2.3功率放大單元電路的調(diào)試 116.2.4接上負(fù)載后的調(diào)試 116.3結(jié)果分析 127小結(jié) 128設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意見(jiàn) 128.1體會(huì) 128.2本方案特點(diǎn)及存在的問(wèn)題 138.3改進(jìn)意見(jiàn) 14參考文獻(xiàn) 141選題背景當(dāng)代電子科技技術(shù)不斷發(fā)展，隨著時(shí)代的進(jìn)步和電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，音頻功率放大器的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，收音機(jī)、mp3、mp4、各類音響、電腦、電視機(jī)、手機(jī)等各類電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都有應(yīng)用到，可以這么說(shuō)，在我們的生活中，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在應(yīng)用這個(gè)普遍的放大電路，音頻小功率放大電路應(yīng)用之廣泛使我對(duì)這個(gè)電路產(chǎn)生了非常濃厚的興趣，所以，我選了此題作為我本次的課程設(shè)計(jì)題目，并且希望通過(guò)本次的學(xué)習(xí)能了解并掌握音頻小功率放大電路的設(shè)計(jì)與制作，使得自身能更加理解這方面的知識(shí)。1．1指導(dǎo)思想運(yùn)算放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大；功率放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率放大；濾波電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理；電容對(duì)交流信號(hào)前后級(jí)進(jìn)行連接1．2方案論證方案一：先用兩級(jí)TL082運(yùn)算放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，然后用2N3904/2N3906、TIP41/42設(shè)計(jì)成的功率放大對(duì)信號(hào)的功率進(jìn)行放大，加上負(fù)載形成音頻小功率放大電路；特點(diǎn)：較低的輸入偏置電壓和偏移電流，輸入設(shè)有短路保護(hù)，輸入級(jí)具有較高阻抗，有頻率補(bǔ)償電路，較高的壓擺率，最大電源電壓可達(dá)18V方案二：先用兩級(jí)NE5532運(yùn)算放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，然后用2N3904/2N3906、TIP41/42設(shè)計(jì)成的功率放大對(duì)信號(hào)的功率進(jìn)行放大，加上負(fù)載形成音頻小功率放大電路；特點(diǎn)：NE5532是高性能低噪聲雙運(yùn)算放大器，集成電路具有更好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動(dòng)能力及相當(dāng)高的小信號(hào)帶寬，電源電壓范圍大，音頻放大時(shí)音色溫暖，保真度高綜合考慮，采用方案二1．3基本設(shè)計(jì)任務(wù)（1）放大倍數(shù)AV≥1000；（2）通頻帶100Hz~10KHz；（3）放大電路的輸入電阻RI≥1M;（4）在負(fù)載電阻為8的情況下，輸出功率≥2W；（5）功率放大電路效率大于50%；（6）輸出信號(hào)無(wú)明顯失真。1．4發(fā)揮設(shè)計(jì)任務(wù)使用一個(gè)電阻和一個(gè)電容串聯(lián)后和負(fù)載并聯(lián)，起到了對(duì)負(fù)載的相位進(jìn)行補(bǔ)償，能夠減少電路的自激振蕩，確保高頻穩(wěn)定性的作用1．5電路特點(diǎn)（1）放大倍數(shù)AV≥1000；（2）通頻帶100Hz~10KHz；（3）放大電路的輸入電阻RI≥1M;（4）在負(fù)載電阻為8的情況下，輸出功率≥2W；（5）功率放大電路效率大于50%；（6）輸出信號(hào)無(wú)明顯失真。（7）減少負(fù)載出輸出信號(hào)的自激現(xiàn)象2電路設(shè)計(jì)2.1總體方框圖信號(hào)輸入NE5532放大信號(hào)輸入NE5532放大NE5532放大功率放大信號(hào)輸出圖2-1總體方框圖2.2工作原理信號(hào)輸入，首先進(jìn)入NE5532運(yùn)算放大器，經(jīng)運(yùn)算放大器和30k、1k兩個(gè)電阻組成的放大電路將信號(hào)放大31倍，再經(jīng)下一級(jí)NE5532運(yùn)算放大器和40k、1k兩個(gè)電阻組成的放大電路將信號(hào)放大41倍，總共放大1271倍，但由于信號(hào)在元器件和導(dǎo)線等中傳導(dǎo)時(shí)的衰減，信號(hào)的實(shí)際放大倍數(shù)會(huì)小于1271倍，但仍會(huì)大于1000倍；后將放大的信號(hào)輸入功率放大電路中，同時(shí)放大電壓和電流（主要放大電流，電壓放大較小）來(lái)放大信號(hào)的功率，已達(dá)到帶動(dòng)負(fù)載工作的效果。3各主要電路及部件工作原理3.1NE5532運(yùn)算放大電路圖3-1NE5532運(yùn)算放大電路工作原理：Au1=(R2+R1)/R1=(30+1)/1=31所以這級(jí)放大電壓31倍（理論值）Au2=(R12+R11)/R11=(40+1)/1=41所以這級(jí)共放大電壓41倍（理論值）Au=Au1*Au2=31*41=1271所以這兩級(jí)共放大電壓1271倍（理論值）由于實(shí)際在元器件和導(dǎo)線上傳導(dǎo)信號(hào)時(shí)都會(huì)有所衰減，因此實(shí)際放大倍數(shù)都會(huì)小于理論值，但衰減不會(huì)很大，所以實(shí)際放大倍數(shù)還是會(huì)大于1000倍的3.2NE5532簡(jiǎn)要說(shuō)明圖3-2-1NE5532各引腳參數(shù)數(shù)值通道數(shù)2推薦電源電壓(V)±5-15增益帶寬(MHz)10功率帶寬(KHz)140轉(zhuǎn)換速率(V/us)9輸入失調(diào)電壓(mV)5(Max)輸入噪聲電壓(nV/Hz)5共模抑制比(dB)70(Min)靜態(tài)電流(mA)8圖3-2-2NE5532參數(shù)3.3功率放大電路圖3-3功率放大電路工作原理：此電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)功率的放大，主要通過(guò)放大電流來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)功率的放大3.4濾波電路圖3-4濾波電路工作原理：濾除電源輸出的直流中帶的雜亂的信號(hào)3.5負(fù)載電路圖3-5負(fù)載電路工作原理：一個(gè)電阻和一個(gè)電容串聯(lián)后和負(fù)載并聯(lián)，對(duì)負(fù)載的相位進(jìn)行補(bǔ)償，減少電路的自激振蕩，確保高頻穩(wěn)定性；負(fù)載實(shí)現(xiàn)電路功能4原理總圖圖4-1原理總圖5元器件清單表格5-1標(biāo)號(hào)名稱/型號(hào)參數(shù)數(shù)量U1A、U2ANE55322R1、R11電阻1K2R2電阻30K1R12電阻40K1R5、R7電阻10K2R6電阻1001R8電阻201R10負(fù)載電阻81C2、C12、C11、C5、C7陶瓷電容100nF5C1、C10電解電容10uF2C3、C4、C6、C13電解電容100uF4D1、D2二極管1N41482Q1三極管2N39041Q2三極管2N39061Q3三極管TIP41C1Q4三極管TIP42C16調(diào)試過(guò)程及測(cè)試數(shù)據(jù)（或者仿真結(jié)果）圖6-1輸入信號(hào)仿真波形圖6-2經(jīng)一級(jí)放大后仿真波形圖6-3經(jīng)兩級(jí)放大后仿真波形圖6-4功率放大后帶負(fù)載仿真波形6.1通電前檢查電路安裝完畢后，經(jīng)檢查電路各部分接線正確，電源、元器件之間無(wú)短路，器件無(wú)接錯(cuò)現(xiàn)象。6.2通電檢查6.2.1上電檢查給電路兩端接15伏直流電壓。理論上對(duì)于15V電壓，電路可以承受，但是如果出現(xiàn)電源電壓馬上下降并且電流大幅上升，就可能是出現(xiàn)了短路情況；由于功放電路兩邊的對(duì)稱性，電源顯示電壓和電流也應(yīng)基本對(duì)稱，如出現(xiàn)不對(duì)稱則電路有問(wèn)題；出現(xiàn)電源開(kāi)始穩(wěn)定，后電壓電流大幅跳動(dòng)，則可能是有元器件上電后損壞……6.2.2NE5532模塊的調(diào)試將第一級(jí)放大電路接上電源，測(cè)試波形，如波形放大大約20到30倍即為正常；如出現(xiàn)不正常則進(jìn)行故障排查。如第一級(jí)正常放大，將第一級(jí)與第二級(jí)相連，并接上電源，測(cè)試波形，相對(duì)輸入信號(hào)放大大于1000倍則為正常；否則對(duì)第二級(jí)進(jìn)行故障排查6.2.3功率放大單元電路的調(diào)試NE5532電路經(jīng)調(diào)試正常后，連接上功率放大電路，并接上電源，測(cè)試功率放大電路后的波形，如波形相對(duì)輸入信號(hào)放大大于1000倍并沒(méi)有失真則為正常；否則對(duì)功率放大電路進(jìn)行故障排查，此處最容易出現(xiàn)交越失真和自激現(xiàn)象6.2.4接上負(fù)載后的調(diào)試如以上調(diào)試均正常,則接上負(fù)載電路，并接上電源，測(cè)試負(fù)載兩端的波形，如波形相對(duì)輸入信號(hào)放大大于1000倍并沒(méi)有失真則為正常；否則可能是負(fù)載與前面電路電阻不相配，引起信號(hào)大幅衰減，則排查整個(gè)電路，此處容易出現(xiàn)交越失真，自激現(xiàn)象和信號(hào)的大幅衰減6.3結(jié)果分析經(jīng)調(diào)試，各級(jí)電路運(yùn)行后都可出現(xiàn)正常波形，見(jiàn)圖6-1、圖6-2、圖6-3、圖6-4四個(gè)不同級(jí)的波形7小結(jié)本次課程設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分，先是用multisim電路軟件設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電路，然后再根據(jù)設(shè)計(jì)出的電路圖制作出電路板。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。我沉得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。8設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意見(jiàn)8.1體會(huì)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問(wèn)題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)現(xiàn)細(xì)心耐心，恒心一定要有才能做好事情。過(guò)程曲折可謂一語(yǔ)難盡,在此期間我們也失落過(guò)，也曾一度熱情高漲。從開(kāi)始時(shí)滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無(wú)不令我回味無(wú)長(zhǎng)。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。通過(guò)實(shí)習(xí)，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識(shí)到老一輩電子設(shè)計(jì)為我們的社會(huì)付出。我想說(shuō)，設(shè)計(jì)確實(shí)有些辛苦，但苦中也有樂(lè)，在如今單一的理論學(xué)習(xí)中，很少有機(jī)會(huì)能有實(shí)踐的機(jī)會(huì)，但我們可以;我想說(shuō)，確實(shí)很累，但當(dāng)我們看到自己所做的成果時(shí)，心中也不免產(chǎn)生興奮;正所謂“三百六十行，行行出狀元”。我們同樣可以為社會(huì)作出我們應(yīng)該做的一切，這有什么不好?我們不斷的反問(wèn)自己。也許有人不喜歡這類的工作，也許有人認(rèn)為設(shè)計(jì)的工作有些枯燥，但我們認(rèn)為無(wú)論干什么，只要人生活的有意義就可。社會(huì)需要我們，我們也可以為社會(huì)而工作。既然如此，那還有什么必要失落呢?于是我們決定沿著自己的路，執(zhí)著的走下去。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識(shí)問(wèn)題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識(shí)，在次我們表示感謝!8.2本方案特點(diǎn)及存在的問(wèn)題特點(diǎn)：（1）能較好的放大輸入信號(hào)，大于1000倍并不失真，達(dá)到放大目標(biāo)（2）優(yōu)良的輸出驅(qū)動(dòng)能力及相當(dāng)高的小信號(hào)帶寬（3）音頻放大時(shí)音色溫暖，保真度高（4）電路整體較為簡(jiǎn)約，元器件較少（5）自激很小甚至沒(méi)有自激問(wèn)題：（1）交越失真（2）帶負(fù)載能力差，需要較為仔細(xì)嚴(yán)格的調(diào)試（3）和負(fù)載的配合的元器件需很嚴(yán)密（4）波形可能會(huì)出現(xiàn)上下不對(duì)稱的現(xiàn)象8.3改進(jìn)意見(jiàn)（1）設(shè)計(jì)電路時(shí)一定要考慮到與負(fù)載電阻的配合，在電路中可以加一個(gè)變壓器調(diào)節(jié)，